微生物檢測(cè)技術(shù)及其在食品安全中的應(yīng)用

馬川蘭，李艷秋

（漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南漯河 462002）

2020年，全國范圍內(nèi)共計(jì)展開食品安全檢測(cè)任務(wù)達(dá)到695萬余批次，食品檢驗(yàn)量則超出了4.9批次/千人，檢測(cè)出228家不合格食品銷售單位，同時(shí)還通過在線形式對(duì)14萬家食品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行食品安全抽檢，年末統(tǒng)計(jì)公布28.62萬件違法食品安全案件。數(shù)據(jù)顯示，我國當(dāng)前的食品安全問題嚴(yán)峻，強(qiáng)化食品本身質(zhì)量及相應(yīng)安全檢驗(yàn)技術(shù)迫在眉睫。鑒于此，針對(duì)微生物檢測(cè)技術(shù)及其在食品安全中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 微生物檢測(cè)技術(shù)分析

1.1 免疫學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)分析

微生物檢測(cè)技術(shù)中，免疫學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)屬于最常見技術(shù)類型，其重點(diǎn)包括兩種檢驗(yàn)方式，分別是熒光抗體檢測(cè)技術(shù)和免疫酶檢測(cè)技術(shù)兩項(xiàng)技術(shù)的檢測(cè)原理。①熒光抗體檢測(cè)技術(shù)原理。利用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行微生物檢測(cè)時(shí)，包括兩種檢測(cè)模式，分別是直接和間接檢測(cè)。直接檢測(cè)是將帶有熒光素標(biāo)記的抗血清直接添加至待測(cè)樣本內(nèi)，隨后進(jìn)行洗滌處理，最后利用顯微鏡觀察，得出檢測(cè)結(jié)果[1]。與直接法相比，間接法需在待測(cè)樣本上，將已知細(xì)菌的特異性抗體滴入其內(nèi)，當(dāng)抗體與樣本發(fā)生反應(yīng)后方進(jìn)行洗滌，隨后將帶有熒光標(biāo)記的第二、第三抗體再次加入樣本內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，最后觀察檢測(cè)結(jié)果。②免疫酶檢測(cè)技術(shù)原理。該技術(shù)在檢測(cè)過程中，會(huì)使抗原、抗體在固相載體上吸附，隨后將已添加酶標(biāo)記的抗原、抗體加入固相載體，再將酶底物添加載體上，促使整個(gè)反應(yīng)的順利完成[2]。過程中，酶會(huì)與底物產(chǎn)生反應(yīng)，并開始生成有色產(chǎn)物，此有色產(chǎn)物生成量與抗原添加量之間呈正比例關(guān)系，此時(shí)，可依據(jù)有色產(chǎn)物的顏色深淺度判斷細(xì)菌量，并得出測(cè)量結(jié)果。

1.2 生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)分析

生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)主要囊括了基因探針、多聚酶鏈反應(yīng)、生物芯片3種技術(shù)類型，下面就3項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)原理展開分析。

（1）基因探針檢測(cè)技術(shù)原理。檢測(cè)中，操作原理是營造基因內(nèi)雜交信號(hào)，此結(jié)果可借助分子雜交與目的基因之間相結(jié)合實(shí)現(xiàn)，最后將目的基因檢測(cè)出來。一般而言，基因探針標(biāo)記分為兩種，分別是同位素和非同位素，同位素標(biāo)記相對(duì)而言特異性更強(qiáng)，且對(duì)病原微生物的檢測(cè)效率及速度也更快[3]。非同位素標(biāo)記由于具有放射性污染特征，所以其進(jìn)行病原菌檢測(cè)時(shí)的核酸探針半衰期相對(duì)較短，對(duì)此檢測(cè)人員必須全面做好檢測(cè)期間的安全防護(hù)工作，避免對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。

（2）多聚酶鏈反應(yīng)檢測(cè)技術(shù)原理。該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)操作時(shí)，需要經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)周期，即高溫變性、低溫復(fù)性、適溫延伸3個(gè)階段，一個(gè)階段完成后能夠快速幫助目的DNA實(shí)現(xiàn)擴(kuò)增，使DNA片段在短時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)十萬乃至百萬的擴(kuò)增量，充分補(bǔ)足核酸探針檢測(cè)中存在的不足，提升檢測(cè)質(zhì)量。

（3）生物芯片檢測(cè)技術(shù)原理。此項(xiàng)技術(shù)也被稱之為DNA微陣列技術(shù)，檢測(cè)時(shí)在固相載體上，按照預(yù)定的位置，由核酸分子（面積很小、數(shù)量達(dá)千萬個(gè)）所組成微點(diǎn)陣陣列[4]。檢測(cè)期間，需先行標(biāo)記樣品內(nèi)核酸片段，條件匹配完成后，樣品內(nèi)所有互補(bǔ)核酸均能夠在載體上，與核酸分子之間進(jìn)行雜交，此時(shí)檢測(cè)人員可于專用芯片閱讀儀上完成對(duì)于雜交信號(hào)的檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判定食品安全質(zhì)量。

1.3 生理生化代謝產(chǎn)物檢測(cè)技術(shù)分析

生理生化代謝產(chǎn)物檢測(cè)技術(shù)在操作原理上，主要以電阻抗法、放射測(cè)量法等為主。電阻抗技術(shù)在檢測(cè)原理上，需針對(duì)大分子物質(zhì)進(jìn)行降解，降解時(shí)間點(diǎn)選在細(xì)菌生長階段，隨后對(duì)阻抗微弱電流變化進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)測(cè)定結(jié)果可得到對(duì)應(yīng)的細(xì)菌數(shù)量，檢測(cè)效率高，結(jié)果可靠性也較高[5]。放射測(cè)量技術(shù)在操作原理上，主要針對(duì)二氧化碳含量進(jìn)行檢測(cè)，一般細(xì)菌生長階段均會(huì)經(jīng)過碳水化合物分解過程，而此過程便會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，按照此原理，在碳水化合物中將微量發(fā)射性標(biāo)記物引入，可在細(xì)菌生長階段按照正比例關(guān)系對(duì)被標(biāo)記的二氧化碳進(jìn)行測(cè)定，按照比例確認(rèn)食品中所含有的細(xì)菌量，測(cè)量結(jié)果更精準(zhǔn)的同時(shí)，效率也更高。

1.4 生物傳感器檢測(cè)技術(shù)

生物傳感器屬于一類分析系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)帶有固定化生物物質(zhì)，常見物質(zhì)以抗體、系統(tǒng)、酶或是復(fù)合體為主，此類物質(zhì)在食品安全檢驗(yàn)中可與一類適宜的換能器之間進(jìn)行緊密結(jié)合，隨后進(jìn)行細(xì)菌數(shù)量化處理，轉(zhuǎn)換原理為將生化信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)[6]。借助該項(xiàng)技術(shù)針對(duì)致病菌微生物進(jìn)行檢測(cè)期間，可對(duì)生物呼吸過程所衍生的電子、電流進(jìn)行檢測(cè)，借此判定測(cè)定液內(nèi)微生物濃度變化規(guī)律，最終得出更加精準(zhǔn)的生物致病菌含量。例如，在進(jìn)行諸如大腸桿菌或是沙門氏菌的測(cè)定時(shí)，可通過生物傳感器檢測(cè)技術(shù)完成，整個(gè)檢測(cè)流程的時(shí)間僅為幾分鐘，檢出限可顯著控制在0.1～1 ng/mL范圍內(nèi)。

2 微生物檢測(cè)技術(shù)及其在食品安全中的應(yīng)用

2.1 食源性病原菌免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

微生物檢測(cè)技術(shù)中免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)是一種常見檢測(cè)方法。免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)包括兩類技術(shù)，分別是酶聯(lián)免疫吸附和熒光抗體兩項(xiàng)技術(shù)。酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)屬于一類比較特殊的試劑分析技術(shù)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)會(huì)將其視作免疫酶技術(shù)的一種改良型技術(shù)，檢測(cè)中會(huì)通過對(duì)抗體及酶復(fù)合物的利用，完成對(duì)于食品內(nèi)微生物目標(biāo)菌落的顯色處理，常用于沙門氏菌的檢測(cè)中[7]。熒光抗體技術(shù)檢測(cè)時(shí)，會(huì)先將血清抗體標(biāo)注上熒光物質(zhì)，隨后使用顯微鏡圍繞被檢測(cè)樣本中的菌落進(jìn)行對(duì)比和觀察，借此得出目標(biāo)生物與微生物的數(shù)量，提升食品安全檢測(cè)質(zhì)量。現(xiàn)階段，美國分析化學(xué)家協(xié)會(huì)AOAC（Association of Official Analytical Chemists，AOAC）等權(quán)威機(jī)構(gòu)方面比較認(rèn)可食源性病原菌免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)，尤其是對(duì)食品總葡萄球菌腸毒素的檢測(cè)效果，十分突出且高效，此項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)對(duì)于后續(xù)食品安全的管控具有關(guān)鍵性促進(jìn)效用。

2.2 基因探針檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

應(yīng)用基因探針技術(shù)主要是針對(duì)食品基因中既有核酸序列是否正常加以檢測(cè)，檢測(cè)過程中，需將分子雜交充分與目的基因相結(jié)合起來。該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用食品安全檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)主要集中在靈活性強(qiáng)、檢驗(yàn)完成時(shí)間較短等，但其不足體現(xiàn)在成本投入相對(duì)較高。通常情況下，該項(xiàng)技術(shù)主要針對(duì)食品中的李斯特菌、志賀菌、金黃色葡萄球菌或大腸桿菌完成檢測(cè)。例如，在進(jìn)行李斯特菌檢測(cè)時(shí)，可完全摒除待測(cè)樣純度影響因素，從而直接檢測(cè)，提升檢測(cè)效率，如在食品安全檢測(cè)中，該項(xiàng)技術(shù)可對(duì)酸奶一類飲品的食用安全進(jìn)行檢測(cè)。

2.3 生物芯片檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

將生物芯片技術(shù)應(yīng)用于食品檢測(cè)中，能夠在一次實(shí)驗(yàn)內(nèi)充分將食品所潛在的多種致病菌檢測(cè)出來，檢測(cè)效率極高，且檢測(cè)質(zhì)量也比較突出。應(yīng)用于食品安全檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)主要集中在快捷、簡(jiǎn)單以及敏感性高等方面，且在檢測(cè)特異性方面也比較突出，檢測(cè)時(shí)間可精準(zhǔn)控制在幾小時(shí)之內(nèi)。有學(xué)者將生物芯片檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于10余種細(xì)菌16srDNA檢測(cè)中，以引用物擴(kuò)增的方式，將其與生物芯片上的探針進(jìn)行雜交，借此對(duì)食品內(nèi)的致病菌進(jìn)行直接檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間精準(zhǔn)控制在6 h內(nèi)，顯著提升檢測(cè)效率及質(zhì)量。但是，由于生物芯片技術(shù)檢測(cè)仍舊處于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)范圍內(nèi)，并未在市場(chǎng)中進(jìn)行大范圍推廣，所以還有待后續(xù)的研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。

2.4 多聚酶鏈反應(yīng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于食品安全檢測(cè)時(shí)，需針對(duì)其檢測(cè)原理加以分析，技術(shù)操作前會(huì)針對(duì)食品中待檢測(cè)細(xì)菌進(jìn)行DNA復(fù)制，借此實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物DNA片段的擴(kuò)增目的，提升檢測(cè)精準(zhǔn)性。此外，應(yīng)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)進(jìn)行食品安全檢測(cè)時(shí)，由于此技術(shù)對(duì)于所有待檢微生物類型以及數(shù)量均具有極強(qiáng)敏感度，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌類常見致病菌的檢測(cè)效率極高。有學(xué)者在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行食品安全檢測(cè)時(shí)，充分將實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)檢測(cè)技術(shù)與免疫磁珠技術(shù)相結(jié)合，兩項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)下，并未經(jīng)過常見細(xì)菌富集培養(yǎng)流程，已經(jīng)完成整個(gè)檢測(cè)流程，短時(shí)間內(nèi)將食品內(nèi)所含有的大腸埃希氏菌檢測(cè)出來。但是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)下，也有一定的不足之處，主要是檢測(cè)范圍相對(duì)比較受限，無法在短時(shí)間內(nèi)完成大批量食品安全檢測(cè)工作。

3 結(jié)語

提升現(xiàn)有食品安全管理水平，全面結(jié)合微生物檢測(cè)技術(shù)完善管理內(nèi)容十分有必要。作為技術(shù)人員，應(yīng)該熟練掌握現(xiàn)有的食品安全檢驗(yàn)流程，微生物檢驗(yàn)技術(shù)的原理及類型也需進(jìn)行深入了解和不斷研發(fā)創(chuàng)新。在食品安全檢測(cè)工作中具體應(yīng)用微生物檢測(cè)技術(shù)時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)結(jié)合不同的檢測(cè)需求選用對(duì)應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)，做到檢驗(yàn)需求及技術(shù)操作目標(biāo)保持一致，為后續(xù)我國食品安全管控工作質(zhì)量優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。